杜鳳 電子清紗器檢測頭的設計天津大學2023

本文格式為Word版，下載可任意編輯——杜鳳電子清紗器檢測頭的設計天津大學，2023留到⑧中國近代第所大學天彥大薯■＿ｎ■Ｒ＿●■■０●爿｜潿■翔■Ｉｌｌｌ：ｍ碩士學位論文學科專業(yè)：止至』拄姓名：掛盥指導教師：匭送ｉ?。樗茏玻玻埃埃赌辏痹抡诩喚€的成紗過程中受多種因素的影響紗線疵點是經常發(fā)生的，無論是傳統(tǒng)紡紗方法還是各類新型紡紗方法，即使使用最好的原料，最新的設備以及最優(yōu)的工藝，紗線疵點也是不可避免的。紗線疵點的出現(xiàn)嚴重的影響紗線和布面質量，紡織廠要提高產品質量、增加經濟效益，其主要任務之～就是在提高生產效率的基礎上有效控制紗疵，保持穩(wěn)定的紗線均勻度，以織出人們滿意的優(yōu)質產品。電子清紗器，是應用于紡織工業(yè)絡筒工序中，用來檢查有害紗疵并予以清除，從而控制紗線質量的電子裝置。它能夠依照紗線質量、產品檔次等要求，依據(jù)紗線粗細度和長度兩個參數(shù)，自行鑒別和清除有害紗疵。電子清紗器的應用可以監(jiān)視前道工序的工作狀況，可以清除有害紗疵、控制紗線質量，極大的提高后道工序的工作效率，是現(xiàn)代紡織必不可少的電子設備。電子清紗器的檢測頭承受著信號檢測和執(zhí)行紗疵切除的兩大任務，是清紗器控制紗線質量的關鍵部件。它的性能決定了電子清紗器能否很好的實現(xiàn)檢測并清除紗疵、控制紗線質量的目標。本文介紹了一種可靠、實用的光電式電子清紗器檢測頭的設計研制過程。通過大量的靜態(tài)測試和動態(tài)考核，證明該檢測頭能夠很好地完成檢測和切除紗疵的功能，且能穩(wěn)定的工作。本文完成的主要工作：１．在充分了解光電式電子清紗器檢測原理的基礎上，設計并制作出實現(xiàn)光電檢測的光學元件；２．選擇適合的光源和光電探測器，設計并調試檢測電路；３．選擇適合的執(zhí)行電器，設計并制作切除紗線疵點的執(zhí)行機構；４．檢測頭整體結構設計：５．進行了靜態(tài)測試和動態(tài)試驗，取得了滿意的結果。第一章緒論紗線質量也有影響，簡單刮毛紗線。而采用電子清紗器，由于不跟紗線發(fā)生直接接觸，不會影響到紗線；而且通過探測紗線長度，也增加了可控紗疵的類型。電子清紗器在戰(zhàn)勝機械清紗器缺點的同時也進一步提高了紗線質量。新型的電子清紗器，在檢測和清除紗疵的同時，能夠統(tǒng)計出各種紗疵出現(xiàn)幾率。通過分析各類紗疵產生的原因，可以知道前道工序工藝的優(yōu)劣和操作正確與否，以指導前道工序做出相應的改進，減少紗疵的出現(xiàn)。隨著當今高速紡織設備的大量應用，紗線的質量還必需能承受高速運轉的要求，一個紗疵就可能帶來一個斷頭，紗疵已不再是一個簡單的概念。它不僅會影響織物的外觀，而且會影響現(xiàn)代高速設備的高效率的發(fā)揮。通過電子清紗器的應用可以有效控制紗疵，大幅減少出現(xiàn)斷頭的幾率，以提高后道工序的工作效率。從經濟效果來看，有害紗疵在后道工序也易產生斷頭，將斷頭發(fā)生在絡筒工序與發(fā)生在后道各工序中所造成的損失作一比較：據(jù)國內外資料介紹，設紗線一個斷頭在絡筒時造成的損失為１，那么在整經為７００倍，在漿紗為２１００倍，在織造時為４９０倍。因此在紡部及絡筒工序中采取各種措施，防止和清除紗疵，顯得十分重要｝２】。電子清紗器對于控制紗線質量，提高工作效率的巨大作用使其成為了現(xiàn)代紡織必不可少的設備。１．２電子清紗器的發(fā)展電子清紗器于上世紀五十年代問世以來，鑒于其對提高紡織產品質量的重大作用，得到了迅猛的發(fā)展，至六十年代初研制并銷售出電容式電子清紗器，其功能相對簡單，稱其為第一代電子清紗器。但到六十年到末，業(yè)已銷售出幾十萬錠。七八十年代研制出其次代，其功能也大大加強。進入九十年代，開始研制并應用的為第三代，采用微電腦進行檢測，屬于提高型的電子清紗器¨Ⅱ２】｜５】口九十年代初，電子清紗器年銷售總量已超過２５０萬錠?，F(xiàn)在國際上生產電子清紗器的廠家，光電式以瑞士的洛菲（Ｌｏｅｐｆｅ）公司和佩耶（Ｐｅｙｅｒｆｉｌ）公司最具代表性。而電容式以瑞士烏斯特（Ｕｅｔｅｒ）公司聲譽最響ｆ引。我國于六十年代中期開始引進電子清紗器。從七十年代末以來，先后有幾十家企業(yè)研制了各種型號的電子清紗器，其中有的企業(yè)已不再生產，現(xiàn)在依舊在開發(fā)電子清紗器且有一定實力的廠家及其產品有：上海正基機電有限公司，研制生產的ＪＱＣ系列；XX海鷹集團的ＱＳ系列；上海海申電子的Ｈ８００系列；江陰市雷特電子設備公司的ＬＱＳ系列；陜西寶雞市長嶺集團的ＤＱＳＳ系列：……等。且基本已達到國際九十年代水平。在當前國內外市場競爭猛烈的狀況下，采用高新技術，不斷裝備和改造國有２第一章緒論紡織機械，提高其整體技術水平，加強企業(yè)產品的競爭力和生存能力，已成為業(yè)者的共識。勢必要求我們的電子清紗器從現(xiàn)在的水平上有更大的質的突破，開發(fā)出更多的，世界～流水平的電子清紗器及電子清紗監(jiān)控系統(tǒng)。１．３電子清紗器的組成和工作過程作為一個完整的檢測系統(tǒng)，應包括信息的獲取，變換、處理和顯示等幾個部分。具體對于電子清紗器一般由控制箱、放大板（鑒別板）和檢測頭三個部分組成州。如Ｌｏｅｐｆｅ公司Ｆ７００電子清紗器的組成如圖１－１所示‘礬。圖１．１電子清紗器的組成‘它包括有一個控制箱，通過控制箱設定清紗的各項參數(shù)，統(tǒng)計各種紗疵出現(xiàn)幾率；一塊電源控制板，提供整個電子清紗器需要的各種電源；一定數(shù)量的鑒別板，完成信號的放大和處理工作；相應數(shù)量的檢測頭，實現(xiàn)紗線信息的轉換并執(zhí)行切除紗疵的功能。每一錠紗線用一個檢測頭，安裝于絡筒機上；兩個或四個檢測頭共用一個紗疵鑒別板，再連接到控制箱；一臺車用一個控制箱，一般為六十錠。在每一塊鑒別板上帶有一個設定地址的插片，以區(qū)分不同的檢測頭。在檢測過程中，紗線信號通過各電路的波形如圖１—２所示（ｗ。一根帶有接頭、短粗節(jié)、長租節(jié)紗疵的紗線通過檢測頭時，檢測頭會將紗線和紗疵信息轉換為相應的電信號。由圖１—２（ａ）可見，接頭、短粗節(jié)、長粗節(jié)在電路中產生的信號幅值相對較大，同時電磁干擾也會產生一些較大幅值的信號。各紗疵所對應的信號幅值均高于直徑設定電壓，包括電磁干擾產生的大信號，因而這些信號脈沖都可以通過直徑鑒別電路。圖１．２（ｂ）中的脈沖為直徑鑒別電路輸出的波形，其脈沖的幅值雖然相等，但寬度不同。脈沖的寬度是由紗疵的長度３第一章緒論接頭短粗節(jié)長粗節(jié)’弋蚴ｎＵ髭磁么么纊＾八、ｋ／ＢＣ八。Ｄ，Ｄ設定電壓七穗Ａ－一國和鞲姆／氐七、Ｌ設定照壓入一／。。、／ｔ七］圖１－２紗疵信號通過各電路波形］～屯來決定的，這些不同寬度的紗疵脈沖，需經過長度鑒別電路進行鑒別（圖Ｉ－３（ｃ））。低于長度設定值的脈沖將不能通過。由圖１—２（ｄ）可見，對于紗線的接頭和電磁干擾等所產生的信號，雖然能通過直徑鑒別電路，但不能通過長度鑒別電路。對于短粗節(jié)和長粗節(jié)，假使通過直徑鑒別電路所產生的脈沖，經積分后，超過了長度設定電壓，就能通過長度鑒別電路，并產生控制信號（圖１．２（ｅ）），控制接通電子清紗器的執(zhí)行機構，切斷紗線。在實際的電子清紗器電路中，紗疵長度鑒別與直徑鑒別的順序，可自由選定。直徑與長度設定電壓以及適應不同紗線支數(shù)的電源電壓均可根據(jù)工藝要求進行調整。電子清紗器工作的過程為：清紗前，依照紗線質量的要求，根據(jù)紗疵分級標準，設定清紗曲線，即設定需要清除的紗疵，如有長粗節(jié)、長細節(jié)、短粗節(jié)等等（紗疵定義和分級見其次章），電子清紗器就能自行確定粗細度和長度的參考電壓；檢測過程中，待測紗線從檢測頭的檢測槽中通過，由檢測頭采集紗線信息，轉換為電信號，放大后送入鑒別電路板；之后，鑒別電路將獲得的紗線信號與設定的參考值（對應于清紗曲線）進行比較，當出現(xiàn)某種不許可紗疵時，在相應的鑒別通道產生一個控制信號，驅動檢測頭中的執(zhí)行機構，切斷紗線。同時給控制箱一個信號，由控制箱統(tǒng)計各種紗疵數(shù)量并予以保存。４第一章緒論１．４電子清紗器的分類及檢測原理ｆ２Ｊｆ９１【１０ｌ根據(jù)不同的方法，可以對電子清紗器進行不同的分類。常用的分類方法就是按檢測的原理來進行分類，分為光電式電子清紗器和電容式電子清紗器。１．４。１光電式電子清紗器１．４．１．１組成及工作原理光電式電子清紗器，作為一種光電檢測系統(tǒng)，包括有光電傳感器（檢測頭）、處理鑒別電路和顯示控制三個基本部分瑚。圖１．３為光電式電子清紗器的組成框圖。ｌ穢Ｉ光源ｌｉＩ刀砧ＩＩ別≯糾；Ｉ調理電路ｒ控制’Ｉ陬蕊｝啦大褂一－｛判薷鑾路卜Ｉ統(tǒng)計電路／巧麗‘檢測頭圖ｌ－３ｌ驅動電路。處理板光電式電子清紗器方框圖光電式檢測的原理如圖１＾４所示【７１。圖１－４光電式電子清紗器檢測原理圖檢測區(qū)域面積為ＳＯ＝ａＸｂ，當沒有紗線時，接收器接收到的光通量設為巾ｏ。假設紗線直徑為Ｄ，遮光系數(shù)為ｍ（被遮住的光通量與總投射的光通量之比）：第一章緒論紗線遮光面積為Ｓ１＝Ｄ×ｂ。當有紗線時，光電接收器接收到的光通量為：．西＝ｏｏ（１－ｍＳ。／Ｓｏ）＝ｍ。（１一ｍＤ／ａ）（１．１）設光電探測器的輸出電壓Ｖ與接收的光通量具有線性關系。即：Ｖ＝ＫＯ＝ＫＯｏ（１一ｒｏＤ／ａ）（１－２）式（１—２）中Ｋ為光電信號的轉換比例系數(shù)。當ｍ＝ｌ，即紗線全遮光時，則輸出電壓為：Ｖ＝腫ｏ【ｌ—Ｄ／ａ）或：Ｖ＝ＫＯｏ一肺ｏＤ／ａ式中ａ、Ｋ、ｍｏ為常數(shù)，令Ｈ＝腫。／ｄ于是有：Ｖ＝ＫＯｏ～棚’（１—３）由公式（１－３）可以看出，當光電接收器的輸出電壓ｖ與接收的光通量①具有線性關系時，探測器的輸出電壓Ｖ與紗線的直徑是線性關系。即探測器的輸出電壓值只與紗線的直徑變化有關，其關系為：△Ｖ＝一ｎ△Ｄ當紗線出現(xiàn)紗疵時，將會引起探測器輸出電壓Ｖ的變化，即為輸出脈沖的幅值變化。出現(xiàn)粗紗疵時，紗線的擋光量增加，探測器上接收到的光通量減少，輸出電壓隨之降低；而出現(xiàn)細紗疵時，輸出信號將產生相反的變化。脈沖的寬度取決于紗疵經過檢測頭的時間，反映出紗疵的長度。光電式檢測法是利用紗線遮光的原理進行檢測的。因而不受紗線纖維的種類、混紡比、溫濕度及靜電的影響，但它的光電檢測頭會逐漸老化，使用一段時間后，需要進行靈敏度的校正。１．４．１．２主要特點光電式電子清紗器是通過光電的方法來采集紗線的信息，與電容式相比，其優(yōu)點在于以下幾個方面。１．光學測定與人的視覺測定效果十分接近。借助光學方法，檢測疵點，可以得到與視覺檢測一樣的效果，因而檢測后的紗線織出的布面的效果是與視覺效果相近的。２．不受濕度和溫度的影響。利用光學方法檢測的是紗線的直徑，紗線的溫度和濕度不會影響測量結果。３．對纖維材料和混紡比例不敏感。４．對于紗線帶靜電不受影響。６

第一章緒論器，以滿足市場的需要。本文在理解光電式電子清紗器檢測原理基礎上，把握其檢測并清除紗疵的過程。對其檢測對象進行了深入分析，以期有一個比較深入地了解。充分比較國內外相關設計，設計一種新型、實用的光電式電子清器的檢測頭。具體的主要工作內容包括有：１．實現(xiàn)紗線光電檢測的光學元件的設計與制作。理解利用光電方法對紗線進行檢測的原理，設計出實現(xiàn)非單一方向檢測的光路片以實現(xiàn)對紗線的近似立體檢測。２．檢測電路的設計與調試。選擇適當?shù)墓怆娖骷O計信號的光電轉換電路，確定其參數(shù)。在檢測頭中要將轉換所礙的電信號要進行初級放大，以便于傳輸和后續(xù)處理。需要設計一級測量放大電路。３．執(zhí)行機構的設計與制作。選擇適合的執(zhí)行電器，并設計出的執(zhí)行機構，以執(zhí)行紗疵切除功能。４。檢測頭整體外形結構設計。檢測頭各部分合理協(xié)同，結合為一個有機整體，并要通過簡便的方法將檢測頭固定到絡筒機上。５．對檢測頭進行靜態(tài)測試和動態(tài)試驗。檢測頭設計完成以后，要進行必要的靜態(tài)測試和動態(tài)試驗，檢驗其工作性能，并與國外檢測頭進行比較。１２其次章紗疵分析其次章紗疵分析電子清紗器檢測頭作為清紗器的傳感器，承受著采集紗線信息并轉換為電信號的任務，是電子清紗器能否有效控制紗線疵點、提高紗線質量的關鍵。要實現(xiàn)對有害紗疵的正確檢測并清除，有必要對紗疵有一個較深入的認識。對于紗疵的兩點基本認識：１．紗疵的出現(xiàn)的概率是很小的，換句話說是“難得出現(xiàn)〞。據(jù)統(tǒng)計資料說明，若以中位數(shù)做均值，紗疵約為１２００個ｎＯ萬米，而其中對質量有影響的約占３％，即４０個／１０萬米左右，所以是難得出現(xiàn)；２．評定紗疵需要有一個既不含混而又不太繁雜的標準，即紗疵的一個分級檔次。依據(jù)紗疵分級標準來確定是有害紗疵或是許可紗疵。早期從外觀的形狀予以區(qū)分（竹節(jié)、飛花、結頭、棉結……），但發(fā)展到需要儀器來分級和快速測定時，更重要的不是外形，而必需用一種更具有普遍意義和適合非電量測量的依據(jù)，即以紗疵的橫截面積和長度（即質量）。這是世界上目前通用的紗疵分級方法。我國也是采用這一度量方法來進行分級的精紡工程是要紡出相當均勻的細紗，然而卻無法避免直徑不均勻細紗的出現(xiàn)。前一節(jié)介紹了紗疵的分布，要使用電子清紗器來清除有害紗疵，首先要區(qū)分細紗的不規(guī)貝Ⅱ性，是正常的、允許范圍內的，還是需要去除的真正的疵點。細紗疵點也可以定義為細紗的不規(guī)則性。它會造成后道工程的困難或成品的瑕疵，而且很有可能帶來較大的經濟損失。在筒子工程中清紗器可以檢出并去除有害疵點，已經成為絡筒車必不可少的一部分。在筒子工程中去除紗疵無疑會阻礙筒子工程的工作，影響其生產效率。這是由于在出現(xiàn)有害紗疵時，筒子必需停車，切除紗疵，之后又必需打結，將紗線結好。很明顯的，以上動作將造成筒子產量的損失。因此在品質與產量聞需做個折衷，也就是要尋求出最大疵點切除數(shù)與最低生產損失的交集點，由此也確定出哪些紗疵需要清除。這個折衷區(qū)分出以下不同的疵點：可被接受的紗疵點（許可紗疵點）。對于紗線和其成品質量影響較小，在清紗時不需要去除的紗疵點。不可被接受的紗疵點（有害紗疵點）。會嚴重影響紗線和布面質量，或會帶來后道工序的麻煩，在清紗時需要予以清除的紗疵點。尋常狀況下，是根據(jù)疵點紗的形狀來加以分類。根據(jù)細紗的平均直徑，就可檢查出直徑變小的細節(jié)紗及直徑變大的粗節(jié)紗。１４其次章紗疵分析進一步根據(jù)紗疵的直徑大小和長度具體定義為以下疵點。棉結（Ｎｅｐｓ）。其長度十分短，僅幾毫米長，而直徑特別粗，是標準直徑的好幾倍；．短粗節(jié)（Ｓｈｏｒｔｄｅｆｅｃｔ）。有一定長度限制的租疵點，如Ｏ．５ｃｍ到１０ｃｍ，但同時需要考慮其直徑大小，如標準直徑的１．８到３．８倍；長租節(jié)（Ｌｏｎｇｄｅｆｅｃｔｓ）。其長度較長，從５ｃｍ到２００ｃｍ，而其直徑是標準直徑的１．２到１．８倍。雙紗（ｄｏｕｂｌｅｅｎｄｓ）。有兩根紗線相互重疊。以上四種疵點，都會對紗線和其成品帶來不同的質量影響，都是不可接受疵點。是現(xiàn)在電子清紗器需要清除的幾種主要疵點。如圖２．２所示為Ｌｏｅｐｆｅ公司提供的紗疵樣圖。圖２－２紗疵樣圖２．３紗疵的不同分級標準對紗疵進行分級統(tǒng)計，加以分析，尋覓紗疵的分布規(guī)律和產生根源。可以及時發(fā)現(xiàn)紡紗工藝、機械缺陷和操作、清潔工作等的不足…】。在分析統(tǒng)計紗疵產生根源的基礎上，就可以相應改進紡紗的工藝，以提高紡紗質量。對于紗疵分級，各個廠家不一，都有其具體的分級標準，但是基本上都采用近似的分級方法，依照紗線的長度和粗細將紗疵分為多個不同等級。紗疵分級是為清紗和分析紗線質量做準備，在清紗的時候，要依據(jù)紗疵分級標確鑿定出需要去除的紗疵級別。以對電子清紗器進行參數(shù)的設定，依照清紗曲線來控制紗疵。其次章紗疵分析同時通過統(tǒng)計紗線各級紗疵出現(xiàn)的幾率，分析其形成原因，可以作為改進前道工序、提高紗線質量的依據(jù)。以下為～些典型的分級標準。１．Ｕｓｔｅｒ公司ＣＬＡＳＳＩＭＡＴ紗疵分級儀（ＣＭＴ）分級標準Ⅲ１１＂｝。圖２＿３Ｕｓｔｅｒ紗疵分級儀（ＣＭＴ）分級標準這種分級標準中，將紗疵依據(jù)其長度劃分為Ａ～Ｉ，共九個區(qū)。在每個區(qū)內根據(jù)直徑的粗細度又區(qū)分為不同的級別。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ為短粗節(jié)，又分為如圖中所示１６個等級。對于短粗節(jié)一部分是由于纖維原料和前紡工藝不足所引起的，后紡細紗工藝牽伸不良及細紗機環(huán)境清潔狀態(tài)也會帶來該類紗疵。Ｅ為長粗節(jié)，它包含的是所有粗度增量大于１００％，長度達于８ｃｍ的紗疵。主要是由于并粗工序包卷不良和粗紗機錠翼掛花所致。Ｆ和Ｇ級稱為雙紗的紗疵，其截面增量從＋４５％至Ｕ＋１００％，Ｆ級的長度從８ｃｍ到３２ｃｍ，Ｇ級長度大于３２ｃｍ。Ｈ級和Ｉ級是長細節(jié)紗疵。主要形成原因是粗紗機的開關機、并條機吸白花、缺條及細紗牽伸工藝配置不當。２．Ｌｏｅｐｆｅ公司光電清紗器系統(tǒng)的分級標準。Ｌｏｃｐｆｃ公司主要生產的是光電式的電子清紗器，圖２．４所示為該公司生產的圖２－４ＦＲ７００系列紗疵分級標準

其次章紗疵分析ＦＲ７００系列電子清紗器的紗疵分級標準。和Ｕｓｔｅｒ公司的分級標準，其分級級別很相近，只有微弱的區(qū)別，但是其采用的參數(shù)并不一樣，Ｕｓｔｅｒ（烏斯特）公司在粗細度上采用的是截面積，而洛菲公司采用的是直徑大小。３．ＰｅｙｅｒＳ００系列清紗器分級標準。圖２－５為Ｐｅｙｅｒｆｉｌ（佩耶）公司生產的Ｐｅｙｅｒ５００系列電子清紗器的分級標準。與前兩種比較，其分級的更細，級別更多，在設定是也就會有更多項選擇擇。對于以上三種分級標準，雖然分級結果各有不同，但是分級的依據(jù)是類似的，就是依據(jù)紗疵的粗細度和長度來區(qū)分紗疵級別。另外，光電式和電容式得分級會有差距，電容是由于檢測的是其體積，其分級時的粗細度依據(jù)是其截面積大小，而光電式測量的是紗線的直徑，其粗細度是由其直徑決定的。Ａ７為０Ｄ％４００％矗６Ａ５Ａ４Ａ３Ｂ７ｃ７Ｃ６ｃ５Ｃ４Ｂ６Ｂ５Ｂａ，∞渤班ＩＭ，Ｄ３聊Ｆ６Ｆ５Ｆ４Ｆ３Ｇ了Ｇ６岱Ｇ４２∞％１２０％９０％弱Ｂ２Ｂｌ毪ｏａｃ２Ｃｌｃｏ∞Ｇ２Ｌ１■磬取硼一Ａ２６０％＾ｌＤ２Ｄｊ１３０張Ｒｒ－，Ｏ４０％ＧｆＧＯ２渤－１５％加＿．嬲鬣舞ｍ１．愚ⅥＺ２ＸｌＷｌＷ２Ｗ３Ｖ’Ｖ２Ｖ３Ｕ１ＴＩ１２啪％韻％０．１№粥齙Ｘ３也∞鈾鰳舀ｔ鏊磊薔ｆｃＭ）圖２—５Ｐｅｙｅｒ５００系列紗疵分級標準光電式直徑與電容式截面積在理論上的對應關系如表２－１所示。光通過被測對象這一環(huán)節(jié)，決定了能否使光束確鑿地攜帶上所需要的檢測量信息，是所設計的檢測系統(tǒng)成敗的關鍵。而對于紗線的檢測，利用尋常的投影檢測方法，并不能達到預期效果。其原因主要在于：一、紗線外形不規(guī)則。由于毛羽、拉伸的原因，紗線的外形會有所變化，甚至成為扁平狀；二、采用尋常投影光學檢測方法，只能檢測出一個方向的尺寸。出現(xiàn)扁平紗、雙紗等紗疵時由于在平行光路中放置方向的不同，其檢測的輸出結果會有很大差異，不能正確檢測出紗疵。鑒于紗線檢測的特別性，需要對紗線進行近似立體的檢測，才能正確檢測出紗疵。無疑需要改進尋常的投影檢測方法，最為關鍵的也就是要設計出適合的、能實現(xiàn)近似立體檢測的光學元件。３．１紗線檢測的實現(xiàn)光電式的檢測方法，最主要的檢測參數(shù)依舊是紗線的直徑，并將攜帶直徑信息的光信號轉換為電信號，檢測頭輸出的電信號應能隨紗線直徑的變化而產生相應的變化。檢測時不同的紗線，依據(jù)不同的標準要求，其需要檢測并去除的紗疵也各不一致。即使對于同一錠紗線，同樣的標準要求，由于紗線特性的變化，如拉力大小的改變，其外形也會發(fā)生改變；紗線的本身的形狀也并不嚴格，會出現(xiàn)扁平結構的紗疵，這些影響會使檢測的結果也不盡一致。而且利用平行光檢測，當雙紗疵點放置方向不同時，檢測結果差異很大。遇到以上狀況時，平行光檢測將不能做出正確判斷。假使采用平行光來檢測，一組光電轉換系統(tǒng)的狀況下，將無法保證測量結果的正確性。假使通過增加光電轉換系統(tǒng)，同時在一個位置實現(xiàn)兩維甚至三位的檢測，將能極大地提高其檢測的精度。但是在電子清紗器的檢測頭中，由于體積的限制，難于安裝多套光路系統(tǒng)；光路系統(tǒng)彼此之間的一致性也不易解決；同時隨著光路系統(tǒng)的增加，其制作成本也會明顯增加。這種方法并不實用。第三章光路片同過一組檢測光路系統(tǒng)，來實現(xiàn)對紗線的非單一方向、近似立體的檢測。通過這種方同樣可以解決紗線本身外形和放置方向所帶來的測量誤差。而只有一組光學系統(tǒng)，其參數(shù)的一致性也很簡單解決。制作成本也能降到最低。在一組檢測光路系統(tǒng)的前提下，采用平行光檢測，無疑達不到上述檢測的效果。必需對平行光檢測物體尺寸的方法進行改進。如圖３－ｉ所示就是一種改進的反射鏡監(jiān)控器ｆｌ〞。圖３一ｌ平面反射監(jiān)控器該監(jiān)控器的光路控制元件由兩個成一定角度的平面鏡組成，保證射入的光線能夠在其中發(fā)生屢屢反射。從光源１發(fā)出的光線照射到由平面鏡３、４組成的監(jiān)控器，經過屢屢反射后由光電探測器５接收，轉換成電信號。其電信號的大小受到諸多因素的影響：光源的發(fā)光強度和入射角度；平面鏡３、４的反射系數(shù)和幾何角度；光源、探測器和反射器的具體結合方式；但最終都會輸出一個確定值。當紗線喂入兩平面鏡之間的檢測空間時，光線的在其中的傳播被打亂：射到紗線上的光線一部分被吸收，一部分被散射。使探測器上的收集的光能相對于沒有紗線時減少，輸出的電信號變低。假使紗線上的細節(jié)通過時，探測器的信號會增加，而當棉結或是粗節(jié)通過時，其信號會變得更小。在這樣的狀況下，就可以在后續(xù)處理電路中通過設定比較值來確定紗線信號是否已經超出極限，即紗疵是否已經是需要去除的有害疵點。這種結構中，當入射光線具有一定的有效區(qū)域，則紗線在檢測區(qū)域內將有相當大的范圍都能被檢測出來，即具有較大的靈敏檢測區(qū)域。該結構中照射到紗線上的光線不僅僅來自一個方向，而是多個方向。當扁平紗和雙紗疵點出現(xiàn)的時候，不管的其在監(jiān)控器中的放置方向如何，都能有一定的信號補償，不至于出現(xiàn)大的差異。２１

第三章光路片但是在上述結構中，對于光源以及探測器與反射器之間的結合有比較嚴格的要求，其角度調整范圍微小，不便于安裝調試。光線僅在兩塊平面鏡之間反射，對于偏平和雙紗疵點的補償也有限。光源和探測器前面都需要透鏡元件才能使整個系統(tǒng)正常工作。為了增大監(jiān)控器對于扁平紗和雙紗的補償能力，同時使監(jiān)控系統(tǒng)更加簡化，便于安裝調試和檢測。出現(xiàn)了迸一步的改進方案，圖３—２就是其中的兩種。（ｂ）圖３－２反射鏡監(jiān)控器改進方案在（ａ）中，將兩個平面鏡中的一個改為球面鏡，這種狀況下，通過選擇適當?shù)那蛎骁R半徑，以及兩反射鏡之間的角度，則在光源和探測器前面都不再需要使用任何透鏡。由光路圖可以看出，即使光源不再具有共心特性，探測器仍能很好地接收射出的光能。同時，照射到紗線上的光線就不是一個方向，經反射鏡后，也是從不同方向照射到紗線，可以大大提高其對于扁平和雙紗疵點的補償能力。為了滿足精度要求，鏡面的調整是不可避免的。調整時最重要的一個參數(shù)就是兩個鏡面之間夾角的角度誤差，在這種結構中，即使球面鏡相對標準位置旋轉５４，輸出光束依舊可以保持很好的聚焦，位置上的改變不會使反射器失效。在（ｂ）中，使用兩個共軸球面反射鏡組成監(jiān)控器。兩個半徑均為Ｒ的球面反射鏡相距Ｒ／２相對安放，組成一個放大倍率為一ｌ的光學系統(tǒng)。每個反射鏡中心開一個小孔，在一個反射鏡的小孔處安裝光源，另一個反射鏡小孔處安裝探測器。這樣從光源到探測器的大部分光線在兩個反射鏡之間通過三次：從光源出來射向探測器發(fā)散光束為第一次，由其次反射鏡反射回來的平行光束為其次次，再由第一面反射鏡形成一個射向探測器的集聚光束為第三次。同時，還有部分光線直接射到探測器上。當紗線置于兩個反射鏡面之間時，探測器上接受到的光能量將隨著紗線的粗細度而發(fā)生改變。與直接用平行光檢測相比，這種球面反射鏡結構有第三章光路片一個明顯的優(yōu)點：通過適當?shù)倪x擇反射鏡的半徑和尺寸，可以形成一個足夠空間的均勻敏感區(qū)域，紗線在其中的位置變化不會影響輸出結果。在圖３—２的兩種改進檢測方案中，不同于平行光的檢測，光源發(fā)出的光不再需要準直。因而光源和探測器前面可以不使用任何其它的光學元件，就能很好的檢測紗線粗細度的變化。而且這兩種結構中，均勻的靈敏區(qū)域相對較大。紗線的位置幾乎沒有影響，都能正確檢測。但在以上幾種結構中，反射鏡的寬度不同，光能的損失會有所不同，要提高光能的利用率，反射鏡的寬度需要做的較大，這樣會增大儀器的體積。清紗器的檢測頭不能做的太大，以上的結構在實現(xiàn)的時候依舊存在一定的難度。３．２國內外光路片介紹由以上的分析可知，要實現(xiàn)對紗線疵點的全面檢測，需要對紗線進行近似立體的探測，以示輸出的光能攜帶上正確紗線信息。在單光路中，理論上可以使光線從不同方向照射至日紗線，以實現(xiàn)對于扁平和雙紗疵點的補償，增加檢測的可靠度。在實際的實現(xiàn)過程中，不同的廠家又采取了不同的改進措施，都在全力的實現(xiàn)對紗線的多方向的檢測，有的通過設計漫散射的材料，有的通過多組光學系統(tǒng)。以下就其中比較理想的幾種設計作一介紹。３，２．１瑞士Ｐａｙｅｒ公司ＰＪ系列電子清紗器光路片ｍｌ圖３－３所示為瑞士Ｐｃｙｃｒ公司ＰＩ系列電子清紗器的光路片結構。硅光電池光路片外發(fā)光二極管檢測槽鍍膜團１面Ａ－ｊ圖３．３ＰＩ系列電清光路片圖３－４ＹＭ系列電清光路片在該設計中，Ａ采用顆粒狀結構，當二極管發(fā)出的脈沖調制光照射時，光線在其中向各個方向漫散射。由于相互垂直的光路片為一個整體，光源發(fā)出的光由于散射的作用能照射到每一部分的顆粒上。主光路作用擴大了發(fā)光管的發(fā)散角，增加有效檢測區(qū)；輔助光路作用是紅外二極管發(fā)出的光從Ａ水平斷面反射到小第三章光路片顆粒上，再向各方向漫散射，用以補償平行雙紗和扁平紗疵時的光信號。兩部分光的合成把紗線或紗疵投影到光電接收器上，形成攜帶紗線信息的信號，再經后續(xù)處理電路進行處理。通過這種材料和結果上的雙重設計，紗疵在檢測區(qū)的方向、位置均能比較可靠的檢測出來。其缺點在于，需要制作光散射材料，既要能將光線向各方向進行散射。同時，作為光電檢測系統(tǒng)的光路，不能使光能損失太多，要具備較高的透光率。３．２．２瑞士Ｌｏｅｐｆｅ公司ＹＭ系列電子清紗器光路片ｉ１６】圖３－４中所示為瑞士Ｌｏｃｐｆｅ公司ＹＭ系列電子清紗器的光路片結構。Ｌｏｅｐｆｅ公司是知名的光電清紗器制造商，其生產的ＹＭ系列電子清紗器在世界各地也得到廣泛的應用。其光路片實現(xiàn)紗線非單一方向檢測的方法，具有較大的借鑒意義。在它的結構中設計有兩個光源，主光源發(fā)出的光經過光路片折射、漫反射，照射到紗線上，攜帶上紗線的一部分信息透過薄膜，由光電池接收。輔助光源發(fā)出的光，一部分從被測物下方照射，反射后再投射到光電池上；另一部分經薄膜反射直接投射到光電池上，使接收到的光能加強。光電池將接收到的總光強轉變?yōu)殡娦盘栞敵?。在光路片主反射面上，設計了三條平行于被測物方向、寬度不等的淺槽，用以改善檢測槽中光能的分布，加強均勻性，減小被測物在檢測槽中位置的影響。在光路片的外表面，設計有一層細小顆粒，用以實現(xiàn)對光線的漫反射。對其進行的屢屢的測試，結果說明其均勻區(qū)域較寬，在均勻區(qū)域內紗線位置的影響較??；線性度較好；對于雙紗和扁平紗線都有一定的補償。這種設計同樣存在一定的缺點：兩個光源其光譜特性、發(fā)散角等各種特性的區(qū)別會帶來一定影響，不同檢測頭之間一致性更難控制。其表面涂敷有一層散射顆粒，不僅帶來一定的光損失，要做到均勻和穩(wěn)定困難較大。３．２．３國內的一種光路片國內也有不少廠家在生產光電式的電子清紗器。常州其次電子儀器廠生產的ＬＰ．９００型電子清紗器，其光路片設計采用了類似Ｐｅｙｅｒ公司的方法，也是采用散射材料來實現(xiàn)。其設計的結果也達到了較好的效果。上海技術物理研究所開發(fā)了的一種光電清紗傳感器，其光學裝置結構如圖３．５所示【ｍ。它是采用多路平行光來實現(xiàn)二維檢測的，在它的光學裝置中使用了兩組光源和兩個探測器，形成相互垂直的兩組光路系統(tǒng)。檢測時待測紗線在兩路正交的“光梳〞交會區(qū)內垂直的運行通過。光學裝置采用計算機設計微電子技術加工的二元第三章光路片位相型１２８單元菲涅爾陣列透鏡器件，光電探測器為帶有前放和移位寄放器的１２８元線列硅光電探測器。當紗線出現(xiàn)紗疵時，其兩個正交的觀測面上的大小分圖３—５光電清紗傳感器光學裝置別投射在兩個硅光電探測器上，各個探測器輸出信號分別顯示出該紗疵在各自方向上的擋光量及直徑數(shù)據(jù)。通過這種二維的檢測，對兩路信號進行綜合，能較確鑿的檢測出扁平紗疵。同時這種探測器直接將所測數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字信號，有利于提高測量速度以及測量精度。靈敏檢測區(qū)域也較大。但是，這種結構中，菲涅爾透鏡的設計和制作要求比較高：同時由于菲涅爾透鏡，以及帶有前放和移位寄放器的探測器的使用，使制作成本明顯增加；兩組光學系統(tǒng)的參數(shù)一致性也有較高的要求。這種設計并不適合大量的推廣使用。３．３新型光路片的設計由于檢測各種紗疵的需要，以及對國內外相關光路片設計的分析，可以得出光電式電子清紗器光路片的具體要求。要對紗線進行可靠的檢測，提高清紗器的穩(wěn)定性，防止扁平紗和雙紗等紗疵的漏切。需要改進尋常的單路平行光檢測直徑的方法，設計出適合的光路片，以實現(xiàn)對紗線近似立體的檢測。為了大批量的推廣使用，所設計的光路片，以及整個檢測頭，既要保證檢測的精度，又要控制其生產的成本；要求體積小、便于安裝；盡量減少外界干擾，提高檢測可靠度；由于紗線在繞制過程中會有搖擺，光路片需要有一個較大的靈敏檢測區(qū)，在該區(qū)域內光能分布要求較均勻。３．３．１結構設計通過以上的分析，設計的新型光路片擬采用平面鏡監(jiān)控系統(tǒng)。但采用更多的第三章光路片平面鏡，增大系統(tǒng)對于扁平和雙紗疵點的信號補償。由于檢測頭的體積較小，其平面鏡尺寸受到限制，為了減少光能的損失，其結構必需迸一步的改良。參考前面兩種國外光路片的設計，將所有平面鏡設計為一體，采用內反射結構。兩個側面也起到反射作用，將更多的光線聚集到檢測區(qū)域；同時在檢測區(qū)域適當增大尺寸，這樣可以進一步減少光能的損失。同時參照Ｌｏｅｐｆｅ公司光路片的外形，設計出的光路片如圖３－６所示。座｝，～４｝，一｛ｌｌ一－１檢測稽卜一ｌＩＬ一ｊ－一｝Ｅ蘭’寸圖３—６新型光路片結構受檢測頭空間的限制，同時光線通過區(qū)域大，其光能越分散，均勻度更加難以控制，因而設計的光路片的厚度為４ｎｌｎ。檢測槽上下寬度為３ｍｍ，左右深度為４．８ｍ（左圖所示），厚度為１１．５ｍｍ（右圖所示）。檢測槽后面，光路片中間開有拱形通孔。光路片的頂端、拱形通孔的上部、４５。斜面、檢測槽前部上下兩個端面、后部通孔端面，以及檢測槽下方的斜面組成平面鏡監(jiān)控系統(tǒng)。值得一提的是在檢測槽的正后方，拱形通孔端面上設計有一個小半徑的圓形反射面，它可以大大改善檢測槽內的光能分布。在右上側設計了光源座，探測器位于檢測槽的正下方。光線的入射面和出射面都設計為平面，利于光線耦合，采用光學秸接劑將光源和探測器連接到光路片上，使光源和探測器與光路片之間只有較小的甚至是沒有空氣層，減少光能的損失。在光路片上還有三個定位柱，與電路板協(xié)同，固定光路片。在光路片的制作上，組成平面鏡監(jiān)控系統(tǒng)的各個表面要求有較高的光亮度，能夠對光線起到強的反射作用，實現(xiàn)光線的屢屢反射。對于光線的入射面和出射面以及檢測槽內的三個表面，也要求較高的光亮度，減少光線出入光路片時的光能損失。對于光路片的兩個側面不作具體要求，能起到一定的反射作用即可。

第三章光路片位詈１２ｌ１１２．４５１２．４５１２．３５１２．３５１２．２５１２．２５１１２．４５１２．３５１２．３５１２．２５１２．２５１２．２５空；１３．６；全擋。５．３６Ｖ；差值，８．２４Ｖ線陛度測量１２．９１２．６１２．０５１０．８均勻度鋇１量（１＃銅絲）從里往外１２．２５１２．２５１２．４５１２．３５１２．８５１２．８５銅絲（直徑：ｍ）測量值差值線｝生度１＃（Ｏ．４４）２＃（０．６８）３＃（０．８４）４＃（１．３８）ｌ１．３１．９３．１２．２７１．９１２．２６２．２５空，１３．９ｖ；全擋。５．ｇｙ；差值。８ｙ銅絲（直徑：ｍ）ｌ＃（Ｏ．４４）１０．１９．４９．２７．５９．８９．３８．８７．５位置，從里往外９．７９．３８．８７．５９．Ｔ９．２８．８７．５平均值與空值差線性度９．８９．４９．８９．５９．８９．３８．９７．５５０．８１．３１－７３．Ｑ５２．０５２．０６２．１ｑ２．２ｌ９．６５９．２９．８９．４９．１７．８２＃（０．６８）３＃（０．８４）４＃（１．３８）８．９７．６空：ｉｏ．６ｖ；全擋；２．５Ｖ；差值：８．ＩＶ表面的顆粒漫反射層的優(yōu)點。在線性度方面，測量結果來看，中間有一個變化稍大。新型光路片，在均勻性上比Ｌｏｅｐｆｅ的有所差距，均勻區(qū)域?。埃担恚碜笥?。線性度如模擬結果一樣，在被測物體增大以后，信號增加速度有所提高。通過實際測量，新型光路片基本達到設計要求，而且與Ｌｏｅｐｆｅ公司的測試結果很相近。３．６本章小結本章在分析實現(xiàn)立體檢測的理論基礎上，介紹了國內外幾種實現(xiàn)該檢測的光路片設計，提出了檢測頭光路片的設計要求。并設計出了新型光路片，確定了其材料和結構。通過光學軟件ＴｒａｃｅＰｒｏ，對光路片進行了光路模擬，并進行了適當?shù)母倪M。最終，將制作完的光路片進行了實際測量，其結果很接近模擬，并通過與Ｌｏｅｐｆｅ公司的光路片的比較，該新型光路片基本達到設計目標。第四章檢測電路、執(zhí)行機構和總體結構設計第四章檢測電路、執(zhí)行機構和總體結構設計電子清紗器檢測頭的主要包括了紗線信息采集電路和切除紗疵的執(zhí)行機構兩部分。光電式電子清紗器檢測頭，通過光電原理來采集紗線（紗疵）的信息，需要將攜帶紗線信息的光信號轉換為電信號，由光電轉換電路來完成；完成切除有害紗疵的功能，則需要設計適當?shù)膱?zhí)行結構。４。１檢測電路設計檢測電路要實現(xiàn)紗線信息的轉換和采集，光源和光電探測器必不可少。探測器取得紗線的信息，轉換輸出的電信號較小，為便于信號的傳輸和后續(xù)電路處理，減少干擾帶來的誤差，需要對其放大處理。則需要設計出適合的放大電路。４．１．１光源和光電探測器的選擇依據(jù)ｆ２ｌ】。表４．１光源（１Ａ４８ＰＦＣ）光學特性ＡｂｓｏｌｕｔｅＭａｘｌｍｕｍＲａｔｉｎｇｓｆｒｃ－２５。Ｃ±２?！蓿?２５。ｃ±２．Ｃ｝從上表中可以看到，其發(fā)光光譜中心在９４０ｎｍ，為近紅外光。其上升和下降時間僅為幾百個納秒，可以很好響應２５Ｋ的脈沖調制光。該發(fā)光管完全滿足本檢測系統(tǒng)的光譜和頻率特性都要求。圖４—１光源１Ａ４８ＰＦＣ圖４＿２光源發(fā)散角分布第四章檢測電路、執(zhí)行機構和總體結構設計圖４．２為所采用的光源１Ａ４８ＰＦＣ實測的發(fā)散角分布，從圖中可以看出其發(fā)散角甚至可以達到６０。。４．１．２．２光電探測器凡是能把光輻射量轉換成另一種便于測量的物理量的器件，都叫做光探測器。不過，從近代測量技術看，電量不僅是最便利，而且是最確切的。所以大多數(shù)光探測器都是把光輻射量轉換成電量來實現(xiàn)對光輻射的探測的。即便直接轉換量不是電量，尋常也總是把非電量（如溫度、體積等）再轉換為電量來實施測量。從這個意義上說，凡是把光輻射量轉換為電量（電流和電壓）的光探測器，都稱為光電探測器１２“。光電探測器在光電系統(tǒng)中承受著將光信號轉換為電信號的任務，是被測物體信息采集的第一步，是檢測正確與否的關鍵。因而探測器的特性對于測量結果影響很大，選擇適合的光電探測器是正確采集信息的關鍵。Ｐ－Ｎ結光伏效應器件就是用來將光信號轉換為電信號的器件，可用于光信息檢測、光電控制和能量轉換。主要器件有光電二極管、光電三極管、光電池和場效應光電管等特種光電器件。其中光電二極管種類較多，有擴散型Ｐ－Ｎ結光電二極管、ＰＩＮ型硅光電二極管、雪崩光電二極管等。為了便于探測器與光路片的連接，擬采用裸片形式的探測器，這樣只需通過光學粘接劑粘接，而且有利于提高光的耦合效率，減少光能損失。為了加強系統(tǒng)抗干擾性，本文光源采用了２５ＫＨｚ的脈沖進行調制，因而探測器將工作于交流小信號。假使探測器的響應速度跟不上光信號的變化，輸出的光電流將受調制頻率影響而減小。在其它條件不變的狀況下，輸出光電流將隨調制頻率的升高而下降。而且，探測器對突然光照的輸出電流，要經過一定時間才能上升到與這一輻射功率相應的穩(wěn)定之電流。當輻射突然降去后，輸出電流也需要經過一定時間才能下降到０。一般上升和下降的時間相等。光伏器件Ｐ－Ｎ結的勢壘電容對響應速度起著決定性的作用，而結電容與光敏面積成正比，因而探測器的面積不宜過大，同時考慮檢測頭的空間限制，探測器的尺寸應在５Ｘ５ｍｍ左右。光源的中心波長為９４０ｎｍ，要求探測器的峰值波長也在９４０ｎｍ附近，有利于提高檢測靈敏度。光伏器件的頻譜響應特性首先決定于其材料，而硅材料制作的器件其峰值響應波長在８５０ｎｍ，其它兩種材料制作的器件峰值波長相差較多。通過以上分析，我們選擇硅材料制作的、光敏面積在５Ｘ５ｍｍ２左右裸片光伏器件。在選擇的過程中對國內外一些光伏器件進行了比較。圖４—３為德國０ＥＣ公司生產的光電探測器Ｓ－ＸＸＶＬ、Ｓ－ＸＸＣＬ的外形圖。表４—２為其特性參數(shù)。表４．３和表４．４為北京瑞普北光電子有限公司（北京光電器件廠）生產的２ＣＲ系列硅光

第四章檢測電路、執(zhí)行機構和總體結構設計伏探測器特性ｆ２５】。圖４－３探測器（Ｓ一２５ＣＬ）聊酬咖ｃ刪ｄ刪６ｃａＩｉ∞ｓ疊懈３弋塒日ｍ鞋嘲＿脯．表４－２探測器Ｓ，２５ＣＬ、Ｓ－２５ＶＬ特性０鼬自℃城ａ自｝畦赫鈾口｛∞Ｈ臻抽Ｋ妊辨佃０ｄ哺：ｍ２２ａｓａ啦０口研ｌｃ確ＩⅦｌｂ筘ｄⅣ｛雉耐ｆ隨ｍ２箍翱餓巍嘲寸“‘ｍ００甜Ⅲ賦丑＾．５翻＾‰薩：加和Ｉｈ神’釘ⅨⅫ＊搟姊聊〞曲｝嘲仃Ｊ２．８再盯ｌＯ州２３ｘ４２１ｊｉ４＿ｔ押Ｏ褥ｍｔＯｍ盈咖．～§插。導∞Ｌ，跚．墨镎強晷ｌＦ盹＃唧“∞拋ｎ輯２．５ｌＨ嘶ｔ．５稠∞囂腫塌２５，１啦琚ｌ¨西５ｔｘ５ｌ戥∞－ｎ蜀玨ｘ蠹０４０｜ｌＪ０孺餅蛄２１鋤≈褫各撇¨扯５杠嗍｛融∞ｊ盼母缸麓ｉａ鋤表４－３國產光伏探測器參數(shù)表規(guī)格開路電壓＜Ｖｗ）ｔ“２ＣＲｌｌ２ＣＲ２１２ＣＲ３２≥４５０≥４５０≥５００短路電流（Ｉ望）ｍＡ輸出電流（Ｉｔ．ｓ）ｍＡ轉換效率（ｎ）％面積（Ａ）開路電壓（Ｖ∞）ｍＶ短路電流（Ｉ∞）ｍＡ６０－８０１５０—１８０３５０－３８０≥２≥４≥９＞６＞６≥８．６８—１０２．５ｘ５５ｘ５５ｘ１０３００—３３０３００—３５０３００—３５０測試條件入射光強：１００ｍⅣｃ舒輸出電流是在輸出電壓４００ｍＷ下測得入射光強：１０００Ｌｘ鎢絲燈色溫：２８５６’Ｋ表４－４響應時間樣品測試數(shù)規(guī)格面積ｌｎｎｌ‘ＲＬ＝１００ＱＲＥ＝５０００ＲＥ＝１ＫＱｓ１仃（ｕｓ）１５１５３０ｔｆ（ｕ曲１５１７４０訂（ｕｓ）２０３５６０ｔｆ（ｐ２０４０８０訂（恥ｓ）２５６０１５０ｔｆ（ｕｓ）３０７０１５０２ＣＲ２１２ＣＲ４１２ＣＲ５１５Ｘ５ｔＯｘｌＯｌＯｘ２０從以上光電池的特性表中可以看出，結構尺寸都滿足要求，靈敏度也相差不多。但是在２１ＣＲ２１的響應時間參數(shù)表中可以看到，其上升和下降的時間都在１５ｔｌｓ以上，理論上雖然已經可以響應２５Ｋ的脈沖，但是其波形會變得很差，不利第四章檢測電路、執(zhí)行機構和總體結構設計于后續(xù)電路處理；輸出的光電流也會有所降低，影響到測量結果的正確性。在理論分析的基礎上，我們也進行了實測驗證。在其它條件完全一致的狀況下，僅更換探測器進行測試，觀測放大器的輸出波形。圖４４、圖４．５、圖４—６所示為三種探測器的輸出波形。圖４—４２１ＣＲ２１輸出波形圖４．５Ｓ．２５ＣＬ輸出波形第四章檢測電路、執(zhí)行機構和總體結構設計圖４．６Ｓ．２５ＶＬ輸出波形從輸出波形圖上很簡單看出，三者之間的區(qū)別。２１ＣＲ２１的上升下降時間在１０ｕＳ以上，而且其幅值相對較小。Ｓ－２５ＣＬ和Ｓ－２５ＶＬ的輸出幅值接近２１ＣＲ２１ｕ的兩倍，但是Ｓ－２５ＣＬ的上升下降時間很慢，接近２０Ｓ，